Pflanzenöl aus Raps, Sonnenblumen oder Soja gilt als klimaneutraler Brennstoff. Die Verbrennung setzt nur so viel Kohlendioxid frei, wie die Pflanzen beim Anbau aufgenommen haben. Außerdem lassen sie sich im Sinne der Erneuerbaren Energien beliebig oft nachpflanzen. Eine herkömmliche Ölheizung mit Pflanzenöl zu betreiben, war bislang allerdings nicht möglich. Denn Viskosität und Siedepunkt liegen bei Pflanzenöl höher als bei Öl. Daher musste die Heizung entweder umgerüstet werden, um Schäden an der Heizanlage zu verhindern. Alternativ muss das Pflanzenöl chemisch verändert werden, damit es dem fossilen Heizöl beigemischt werden kann.
Im neuen Brennersystem, das Wissenschaftler des „Oel-Waerme-Instituts“ der RWTH Aachen entwickelt haben, ist jetzt die gleichzeitige Nutzung der unterschiedlichen Öle möglich. „Die Aufbereitung einer Brennstoff-Wasser-Mikroemulsion ist eine aussichtsreiche Methode zur Reduzierung von Rußpartikeln und Stickoxiden, die in Verbrennungsprozessen entstehen“, erläutert Ingenieur David Diarra vom Oel-Waerme-Institut.
Emulsion aus Pflanzenöl und Wasser wird zu Gas zerstäubt
Um die Pflanzenöle effizient und schadstoffarm einzusetzen, gilt es, den flüssigen Brennstoff möglichst homogen zu einem Gasgemisch aufzubereiten. Deshalb mischt ein mikrotechnologisches Verfahren während der Laufzeit des Brenners zunächst Pflanzenöl und Wasser zu einer Emulsion. Zum Einsatz kommt dabei ein eigens entwickelter Mikromischer, dessen Strömungskanäle durch hochpräzise Laserverfahren erzeugt werden. Die Tropfengrößen der Emulsion liegen im Mikrometerbereich. Das macht eine Zugabe von Emulgatoren unnötig – das Gemisch bleibt stabil.
In einem neuen Zerstäubungsverfahren wird die Emulsion anschließend zu einem Brenngas zerstäubt und in der Brennkammer homogen verteilt. „Mit dem neuen Zerstäubungsvorgang wollen wir den Nachteil der geringeren Modulationsfähigkeit bestehender Ölbrenner gegenüber anderen Systemen beheben“, erläutert Diarra.
Pflanzenöl hat bessere CO2-Bilanz als Biodiesel
Eine weitere Besonderheit des Verfahrens kommt dem Klimaschutz zugute: „Der gegenüber der Herstellung von FAME /Biodiesel entfallende Verarbeitungsschritt der Umesterung von Pflanzenöl wirkt sich positiv auf die CO2-Bilanz des Brennstoffs aus“, betont Diarra. „Mit dieser neuen Entwicklung ist Pflanzenöl erstmals als Brennstoff im Raumwärmemarkt einsetzbar.“ Der neue Brenner sei zudem gute Grundlage, in Zukunft weitere Heizbrennstoffe zu entwickeln.
